DE2420465C3 - Electrical circuit breaker with a first and a second secondary release - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Leistungsschalter mit einem ersten Sekundärauslöser und einem zweiten Sekundärauslöser, der bei Ausfall des ersten Sekundärauslösers den Leistungsschalter auslöst.The invention relates to an electrical circuit breaker with a first secondary release and a second secondary release that controls the circuit breaker in the event of failure of the first secondary release triggers.

Ein derartiger Leistungsschalter ist aus dem Siemcns-Katalog HG (Hochspannungsgeräte), Ausgabe April !973, Kapitel 2, bekannt. Jeder der beiden Sekundärauslöser is» als Federenergiespeicher ausgebildet, dessen Energie unter dem Einfluß einer Magnetspule freigesetzt werden kann. Die Sekundärauslöser dienen dazu, ein ihnen zugeführtes Kommando in Form eines mechanischen Auslöseimpulses an den elektrischen Leistungsschalter weiterzugeben und diesen damit auszulösen, d. h. die Kontakttrcnnung des Leistungsschalters einzuleiten.Such a circuit breaker is from the Siemcns catalog HG (high voltage devices), April 973 edition, chapter 2. Each of the two secondary triggers is »designed as a spring energy store, whose energy can be released under the influence of a magnetic coil. The secondary triggers are used to do this, a command supplied to them in the form of a mechanical trigger pulse to the electrical Passing on circuit breakers and thereby triggering them, d. H. the contact separation of the circuit breaker initiate.

Bei dem bekannten Leistungsschalter dient der erste Sekundärauslöser dazu, den Leistungsschalter willkürlich, beispielsweise von Hand, oder selbsttätig, beispielsweise in Verbindung mit einem Schutzrelais, auszulösen. Der zweite Sekundärauslöser löst den Leistungsschalter in den Fällen aus, in denen der erste Sekundärauslöser versagt. Beide Sekundärauslöser sind von gleicher Art und besitzen eine Eigen/eil von etwa bis 30 ms. Unter Eigenzeit eines Sekundärauslösers ist dabei die Zeit zwischen seiner Auslösung, d. h. dem Eingang eines Kommandos und der Abgabe eines mechanischen Auslöseimpulses an den elektrischen Leistungsschalter zu verstellen.In the known circuit breaker, the first secondary release is used to arbitrarily, for example by hand or automatically, for example in connection with a protective relay. The second secondary release trips the circuit breaker in the cases where the first secondary release fails. Both secondary triggers are of the same type and have a characteristic of about up to 30 ms. The proper time of a secondary release is the time between its release, i.e. H. to the Receipt of a command and the delivery of a mechanical trigger pulse to the electrical circuit breaker to adjust.

Bei der bekannten Anordnung eines elektrischen Leistungsschalter mit einem ersten und einem zweiten Sekundärauslöser muß durch schaltungstechnische Maßnahmen dafür Sorge getragen sein, daß der zweite Sekundärauslöser erst nach Ablauf der Eigenzeit des Systems aus dem ersten Sekundärauslöser und dem Leistungsschalter einen Auslöseimpuls an den Leistungsschalter abgibt; als Eigenzeit eines Systems aus einem Sekundärauslöser und einem elektrischen Leistungsschalter ist dabei die Zeit zwischen Auslösung des Sekundärauslösers und dem Zeitpunkt zu verstehen, zu dem die Kontakte des Leistungsschalters ihre Löschdistanz erreichen. Nur dann ist gewährleistet, daß bei einer nicht gelungenen Stromunterbrechung mit Hilfe des ersten Sekundärauslösers der zweite Sekundärauslöser den Leistungsschalter ausschaltet und somit die Sicherheit der Ausschaltung des Leistungsschalters erhöht.In the known arrangement of an electrical circuit breaker with a first and a second Secondary release must be ensured by circuitry measures that the second Secondary release only after the system's operating time from the first secondary release and the Circuit breaker emits a trip pulse to the circuit breaker; as the proper time of a system a secondary release and an electrical circuit breaker is the time between tripping of the secondary release and the time at which the circuit breaker contacts have their Reach the extinguishing distance. Only then is it guaranteed that in the event of an unsuccessful power interruption with With the help of the first secondary release, the second secondary release switches off the circuit breaker and thus the safety of opening the circuit breaker increases.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem elektrischen Leistungsschalter der eingangs genannten Art schaltungstechnische Maßnahmen zu vermeiden, die den Auslösezeitpunkt des zweiten Sekundärauslösers festlegen.The invention is based on the object of an electrical circuit breaker of the type mentioned at the beginning Kind of circuitry measures to avoid the triggering time of the second secondary release determine.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß der erste Sekundärauslöser als elektrodynamischer Auslöser ausgebildet ist, wobei die Eigenzeit des Systems aus elektrodynamischem Auslöser und Leistungsschalter kleiner als die Eigenzeit des zweiten Sekundärauslösers ist.The solution to this problem is, according to the invention, that the first secondary release as an electrodynamic Trigger is formed, the proper time of the system from electrodynamic trigger and Circuit breaker is less than the operating time of the second secondary release.

Der elektrodynamische Auslöser besitzt eine Eigenzeit, die wesentlich kürzer ist als die eines Sekundärauslösers bekannter Art, der im Rahmen der Erfindung als zweiter Sekundärauslöser verwendbar ist. Damit ist es möglich, im Normalfall die Kontakte des Leistungsschalter stets vor Ablauf der Eigenzeit des zweiten Sekundärauslösers in die Löschdistanz zu bringen. Darüber hinaus kann im Störungsfall, d. h. wenn der Leistungsschalter mittels des zweiten Sekundärauslösers ausgelöst werden soll, diese Auslösung erheblich früher als bei der bekannten Ausführung des Leistungsschalters erfolgen.The electrodynamic trigger has a proper time, which is significantly shorter than that of a secondary release of a known type, which in the context of the invention as second secondary release can be used. This makes it possible to normally open the circuit breaker contacts always to be brought into the extinguishing distance before the operating time of the second secondary release has expired. About it In addition, in the event of a fault, i. H. when the circuit breaker by means of the second secondary release should be triggered, this triggering much earlier than with the known version of the circuit breaker respectively.

Die Auslösung des zweiten Sekundärauslösers kann — sofern bei Ausfall des elektrodynamischen Auslösers erforderlich — nach Ablauf der Eigenzeit des Systems aus elektrodynamischem Auslöser und elektrischem Leistungsschalter vorgenommen werden. In diesem Fall erreichen die Kontakte des Leistungsschalters die Löschdistanz nach einer Zeit, die mindestens gleich der Summe aus den Eigenzeiten der Sekundärauslöser und der doppelten Eigenzeit des Leistungsschalters ist.The triggering of the second secondary release can - if the electrodynamic release fails required - after the proper time of the system of electrodynamic trigger and electrical Circuit breaker can be made. In this case, the circuit breaker contacts will reach the Extinguishing distance after a time which is at least equal to the sum of the operating times of the secondary triggers and is twice the operating time of the circuit breaker.

Besonders vorteilhaft aber ist es, wenn die beiden Sekundärauslöser gleichzeitig ausgelöst sind. Die Löschdistanz wird in diesem Fall um eine Zeitspanne früher erreicht, die mindestens gleich der Eigenzeit des Systems aus dem elektrischen Leistungsschalter und dem elektrodynamischen Auslöser ist.However, it is particularly advantageous if the two secondary triggers are triggered at the same time. the In this case, the extinguishing distance is reached earlier that is at least equal to the proper time of the System consisting of the electrical circuit breaker and the electrodynamic release.

Bei dem erfindungsgcmäßen elektrischen Leistungsschalter kann es weiterhin vorteilhaft sein, zwei von einer Bctriebsspannungsquelle geladen gehaltene Kondensatoren vorzusehen, die nacheinander über die Erregerwicklung des elektrodynamischen Auslösers entladbar sind. Ein derartiger Leistungsschalter ist für Kurzunterbrechung geeignet, die darin besteht, daß bei einem infolge eines Kurzschlusses auftretenden Überstrom der Leistungsschalter aus- und nach einer Pause von etwa 300 ms wieder eingeschaltet wird.In the electrical circuit breaker according to the invention It can also be advantageous to have two capacitors kept charged by an operating voltage source provide that can be discharged one after the other via the excitation winding of the electrodynamic release are. Such a circuit breaker is suitable for short interruption, which consists in that at an overcurrent occurring as a result of a short circuit of the circuit breaker off and after a pause is switched on again from about 300 ms.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der zuletzt genannten Ausführung des Leistungsschalter kann darin beste-An advantageous development of the last-mentioned version of the circuit breaker can consist of

hen, dall ein mit der Erregerwicklung des elektrodynamischen Auslösers in Reihe geschalteter Thyristor und ein zwei Kontakte aufweisendes bistabiles Relais vorgesehen sind und daß die Kontakte des Relais jeweils zwischen einem Kondensator und der Erregerwicklung angeordnet und im Gegentaki betätigt sind.hen, dall one with the excitation winding of the electrodynamic Release thyristor connected in series and a two-contact bistable relay provided are and that the contacts of the relay are each between a capacitor and the excitation winding are arranged and operated in Gegenentaki.

Eine Alternative zu der soeben genannten Ausführung des elektrischen Leistungsschalters kann darin bestehen, daß zwischen der Erregerwicklung des elektrodynamischen Auslösers und den beiden Kondensatoren jeweils ein Thyristor angeordnet ist, wobei die beiden Thyristoren nacheinander zündbar sind. In diesem Fall werden die Auslösekommandos für den elektrodynamischen Auslöser alternierend auf die beiden Thyristoren gegeben; damit wird der mit dem jeweiligen Thyristor verbundene Kondensator über die Erregerwicklung des elektrodynamischen Auslösers entladen und der elektrische Leistungsschalter ausgelöst.An alternative to the above-mentioned version of the electrical circuit breaker can consist of that between the excitation winding of the electrodynamic trigger and the two capacitors a thyristor is arranged in each case, wherein the two thyristors can be ignited one after the other. In this case the tripping commands for the electrodynamic release are sent alternately to the two thyristors given; so that the capacitor connected to the respective thyristor is via the excitation winding of the discharged electrodynamic release and tripped the electrical circuit breaker.

In den Figuren sind Ausführungsbcispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigtThe figures show exemplary embodiments of the invention shown. It shows

F i g. 1 eine Schallungsanordnung zur Auslösung eines elektrischen Leistungsschalters,F i g. 1 a sound arrangement for triggering an electrical circuit breaker,

F i g. 2 eine Variante zu der in F i g. I dargestellten Schaltung.F i g. 2 shows a variant of the one shown in FIG. I illustrated circuit.

Ein in F i g. 1 schematisch angedeuteter elektrischer Leistungsschalter 1 ist mit einem ersten Sekundärauslöser und einem zweiten Sekundärauslöser 3 versehen. Der erste Sekundärauslöser ist als elektrodynamischer Auslöser 2 ausgebildet. Dieser weist eine feststehende Erregerspulc 4 geringer Windungszahl auf, der eine bewegliche Wicklung oder Metallscheibe 23 gegenübersteht. Zwei durch eine Betriebsspannungsquelle 5 geladen gehaltene Kondensatoren 6, 7, die über Widerstände 8, 9 und Dioden 10, 11 aufgeladen sind, bilden zusammen mit der Erregerspule 4 jeweils den Erregerkreis des elektrodynamischen Auslösers 2. Zwischen den Kondensatoren 6, 7 und der Erregerspule 4 sind Kontakte 12, 13 eines bistabilen Relais 14 eingeschaltet, die im Gegentakt bewegt sind. Damit ist, wie weiter unten erläutert, eine Kurzunterbrechung des elektrisehen Leistungsschalter 1 möglich.One shown in FIG. 1 schematically indicated electrical circuit breaker 1 is with a first secondary release and a second secondary release 3 is provided. The first secondary trigger is called electrodynamic Trigger 2 formed. This has a fixed exciter coil 4 with a small number of turns, and the one that is movable Winding or metal disc 23 faces. Two charged by an operating voltage source 5 held capacitors 6, 7, which are charged via resistors 8, 9 and diodes 10, 11 together form with the excitation coil 4 in each case the excitation circuit of the electrodynamic trigger 2. Between the capacitors 6, 7 and the excitation coil 4 contacts 12, 13 of a bistable relay 14 are switched on, which are moved in push-pull. As will be explained further below, this is a short interruption to the electrical power Circuit breaker 1 possible.

Der zweite Sekundärauslöser 3 entspricht den bekannten Sekundärauslösern. Ferner sind in der Figur zwei Hilfskontakte 17, 18 dargestellt, die mit der Erregerspulc 4 des elektrodynamischen Auslösers bzw. mit dem zweiten Sekundärauslöser 3 in Reihe geschaltet sind; die Hilfskontakte 17, 18 bilden die Kontaktstellung des elektrischen Leistungsschalter 1 nach.The second secondary release 3 corresponds to the known secondary releases. Also in the figure two auxiliary contacts 17, 18 are shown, which are connected to the excitation coil 4 of the electrodynamic trigger or connected in series with the second secondary release 3; the auxiliary contacts 17, 18 form the contact position of the electrical circuit breaker 1 after.

Die Auslösung des elektrischen Leistungsschalters I geschieht in folgender Weise: Nach der durch Schließen eines Kontaktes 15 erfolgten Kommandogabc sind die beiden Sekundärauslöser gleichzeitig ausgelöst. Bei dem elektrodynamischen Auslöser 2 erfolgt durch Zündung eines Thyristors 16 über einen Widerstand 24 die Entladung des Kondensators 6 über die Erregerspule 4. Dies hat eine Abstoßung der beweglichen Mctallscheibe 23 zur Folge, die einen mechanischen Auslöseimpuls an den elektrischen Leistungsschalter 1 abgibt.The tripping of the electrical circuit breaker I happens in the following way: After closing a contact 15 made command abc, the two secondary triggers are triggered at the same time. at the electrodynamic trigger 2 takes place by igniting a thyristor 16 via a resistor 24 Discharge of the capacitor 6 via the excitation coil 4. This repels the movable metal disk 23 result, which emits a mechanical trigger pulse to the electrical circuit breaker 1.

Im Falle einer ord-iungsEjcmüßen Funktion des elektrodynamischen Auslösers 2 und der nicht dargestellten Antriebselemente des elektrischen Leistungsschalteis 1 befinden sich dessen Kontakte nach Ablauf der Eigonzsit des Systems aus Leistungsschalter 1 und elektrodynamischem Auslöser 2 in einem Abstand, der der Löschdistanz gleich ist. Damit verbunden ist die öffnung der Hilfskontakte 17 und 18. Die öffnung des Hilfskoniaktcs 17 hat die Spe; rung des Thyristors 16 zur Folge, während die Öffnung des Hilfskontaktes 18 die Abgabe eines Auslöseimpulses durch den Sekundärauslöser 3 an den elektrischen Leistungsschalter 1 verhindert. In the case of an orderly function of the electrodynamic Trigger 2 and the drive elements (not shown) of the electrical power switch 1 its contacts are located after the Eigonzsit has expired of the system of circuit breaker 1 and electrodynamic release 2 at a distance equal to the Delete distance is the same. This is associated with the opening of the auxiliary contacts 17 and 18. The opening of the Auxiliary koniaktcs 17 has the Spe; tion of the thyristor 16, while the opening of the auxiliary contact 18 the output of a trigger pulse by the secondary release 3 to the electrical circuit breaker 1 is prevented.

Versagen nun entweder der elektrodynamische Auslöser 2 oder die Antriebselemente des elektrischen Leistungsschalters 1, so löst der zweite Sekundärauslöser 3 den elektrischen Leistungsschalter 1 aus.If either the electrodynamic release 2 or the drive elements of the electrical circuit breaker fail 1, the second secondary release 3 triggers the electrical circuit breaker 1.

Die dargestellte Schaltungsanordnung ermöglicht, wie bereits erwähnt, auch die Kurzunterbrechung des elektrischen Leistungsschalters 1. Diese ist, wie in F i g. 1 dargestellt, mittels des Kondensators 6 auszuführen. Die nach erfolgloser Kurzunterbrechung erforderliche erneute Auslösung des elektrischen Leistungsschalters kann mittels des zweiten Kondensators 7 erfolgen. Dieser ist nach Ablauf der Ansprechzeit des bistabilen Relais 14, die kleiner als die Dauer der Kurzunterbrechung ist, mit der Erregerspule 4 in Reihe geschaltet. Ein durch Schließen des Kontaktes 15 gegebenes Auslösekommando führt zu einer erneuten Zündung des Thyristors 16 und damit zu einer Entladung des Kondensators 7 über die Erregerspule 4. Dies hat eine erneute Abstoßung der durch eine Spiralfeder 25 in ihre Ausgangslage zurückgeführten beweglichen Metallschcibe 23 zur Folge.As already mentioned, the circuit arrangement shown also enables the short interruption of the electrical circuit breaker 1. This is, as in FIG. 1, to be carried out by means of the capacitor 6. The renewed tripping of the electrical circuit breaker, which is necessary after an unsuccessful short interruption, can take place by means of the second capacitor 7. This is after the response time of the bistable relay 14, which is less than the duration of the short interruption is connected in series with the excitation coil 4. A given by closing the contact 15 Trip command leads to a renewed ignition of the thyristor 16 and thus to a discharge of the capacitor 7 via the excitation coil 4. This has a renewed repulsion of the by a spiral spring 25 Movable metal disk 23 returned to its original position result.

Bei der in F i g. 2 dargestellten Schaltungsanordnung sind Teile gleicher Funktion mit gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 1. An Stelle des Thyristors 16 sind Thyristoren 19, 20 vorgesehen, die nacheinander über die Kontakte 12, 13 des bistabilen Relais 14 zündbar sind. Flier ist die Kurzunterbrechung des elektrischen Leistungsschalters 1 in der gleichen Weise möglich, wie in Verbindung mil Pig. I erläutert wurde. Die Sperrung der Thyristoren 19, 20 geschieht bei der in F i g. 2 gezeigten Schaltungsanordnung selbsttätig nach der nur wenige Millisekunden dauernden Entla dung der zugeordneten Kondensatoren 6,7,In the case of the in FIG. 2 are parts of the same function with the same reference numerals provided as in Fig. 1. Instead of the thyristor 16 thyristors 19, 20 are provided, one after the other via the contacts 12, 13 of the bistable relay 14 can be ignited. Flier is the short break of the electrical Circuit breaker 1 possible in the same way as in connection with Pig. I was explained. The blocking of the thyristors 19, 20 takes place in the case of the in FIG. 2 circuit arrangement shown automatically after only a few milliseconds discharge of the assigned capacitors 6,7,

In den F i g. 1 und 2 sind weiter Mcldecinrichlungep andeutungsweise dargestellt, die eine ordnungsgemäße· Funktion der Sekundärauslöser anzeigen. Die Melde einrichtungen bestehen aus nicht dargestellten, mit der Sekundärauslösern verbundenen Grenztastern, die be Abgabe eines Auslöseimpulses an den elektrischen Lei stungsschaltcr 1 jeweils einen Kontakt in einer Melde leitung schließen. In den Mcldeleitungcn sind Leucin einrichtungen 21, 22 angebracht, die bei Schließen de ■ Meldelcitung ansprechen.In the F i g. 1 and 2 are further Mcldecinrichlungep indicated, indicating that the secondary releases are functioning properly. The message devices consist of limit switches, not shown, connected to the secondary release, which be Delivery of a trigger pulse to the electrical power switch 1 in each case one contact in a message close line. There are leucine in the lines devices 21, 22 attached, which when closing de ■ Address the message line.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Elektrischer Leistungsschalter mit einem ersten Sekundärauslöser und einem zweiten Sekundärauslöser, der bei Ausfall des ersten Sekundärauslösers den Leistungsschalter auslöst, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Sekundärauslöser als elektrodynamischer Auslöser (2) ausgebildet ist, wobei die Figenzeit des Systems aus elektrodynamischem Auslöser und Leistungsschalter (1) kleiner als die Eigenzeit des zweiten Sekundärauslösers (3) ist.1.Electric circuit breaker with a first secondary release and a second secondary release, which trips the circuit breaker if the first secondary release fails, characterized by that the first secondary release is designed as an electrodynamic release (2), wherein the Fig time of the system of electrodynamic release and circuit breaker (1) is less than is the operating time of the second secondary release (3). 2. Elektrischer Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sekundärauslöser gleichzeitig ausgelöst sind.2. Electrical circuit breaker according to claim 1, characterized in that the two secondary releases are triggered at the same time. 3. Elektrischer Leistungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei von einer Betriebsspannungsquelle (5) geladen gehaltene Kondensatoren (6, 7) vorgesehen sind, die nacheinander über die Erregerwicklung (4) des elektrody namischen Auslösers (2) entladbar sind.3. Electrical circuit breaker according to claim 1 or 2, characterized in that two of one Operating voltage source (5) held charged capacitors (6, 7) are provided, one after the other can be discharged via the excitation winding (4) of the electrodynamic trigger (2). 4. Elektrischer Leistungsschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der Erregerwicklung (4) des elektrodynamischen Auslösers (2) in Reihe geschalteter Thyristor (16) und ein zwei Kontakte (12, 13) aufweisendes bistabiles Relais (14) vorgesehen sind und daß die Kontakte (12, 13) des Relais (14) jeweils zwischen einem Kondensator (6,4. Electrical circuit breaker according to claim 3, characterized in that one with the excitation winding (4) of the electrodynamic trigger (2) series-connected thyristor (16) and a two Contacts (12, 13) having bistable relay (14) are provided and that the contacts (12, 13) of the Relays (14) each between a capacitor (6, 7) und der Erregerwicklung (4) angeordnet und im Gegentakt betätigt sind.7) and the excitation winding (4) are arranged and actuated in push-pull. 5. Elektrischer Leistungsschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Erregerwicklung (4) des elektrodynamischen Auslösers (2) und den beiden Kondensatoren (6, 7) jeweils ein Thyristor (19, 20) angeordnet ist, wobei die beiden Thyristoren (19, 20) nacheinander zündbar sind.5. Electrical circuit breaker according to claim 3, characterized in that between the field winding (4) of the electrodynamic trigger (2) and the two capacitors (6, 7) respectively a thyristor (19, 20) is arranged, wherein the two thyristors (19, 20) can be ignited one after the other.